ステッピングモータードライブ基板のKiCad5データ

モータドライブ基板のデータを公開します

PIC18F45K22CPUボードに重ねて使う、ステッピングモータやDCモータをドライブ出来るモータドライブ基板のKiCad5用データです。
ロボットコンテストで使うステッピングモータやDCモータのドライブ基板の参考として設計しました。
この基板は部品の配置までで、パターンは完成していませんので、御自分でドライブ基板を設計する時の参考データとしてお使いください。
githubの下記リンクに置いています。

KiCad5-StepMotorDriveType1

回路図PDF

StepMotorDriveType1-V10_sch

データとライセンス

ライセンスはオープンソースハードウェア扱いとし、オリジナル元の記載を忘れないようにしていただければ、使用上の制限は設けません。

モータドライブ基板 について

バイポーラステッピングモータ用として、秋月電子にあるドライブICの中から使い勝手の良さそうなL298NとパワーリレーEP2-3S3LAbをそれぞれ2個搭載した基板を設計してみました。

基板パターンの作り方

上図のように、部品のフットプリントを配置しただけでパターンは殆ど引いていません。
基板サイズは Fusion PCB の特価サービスが利用できる100㎜x100㎜に設定しています。

モータードライブ基板など、数アンペア以上の電流を流す基板で注意することは、バターンの太さを出来るだけ太くすることです。
パターンに流れる電流とパターン幅は、1ozの銅箔を使った時に1A/1mmと言われています。これは大電流を流した時にパターンの抵抗により発熱してパターンが焼損することを防ぐための目安です。

銅箔の厚みは面積当たりの重さ(単位oz)で表記されていて、標準が1ozで約35umです。信頼性が必要な時には2oz, 3ozの基板を指定することも出来ますが、特価サービスが使えないため値段が10倍以上になってしまいます。

L298Nの機能

L298Nには最大2Aの電流を制御できるフルブリッジドライバが2つ含まれていて、一個のバイポーラのステッピングモーター、または二つのDCモータの正逆転、回転数を制御することが出来ます。

L298Nの出力ピンとコネクタの間のパターン幅は出来るだけ広くとって下さい。
最大電流が2Aのモーター用のパターン幅が0.5㎜であっても、回路は動作しますし、いきなりパターンが焼けることはありませんが、大電流が流れる部分には可能な限り太いパターンを使うようにして下さい。

パワーリレー EP2-3S3LAbの機能

このリレーは自動車のパワーウィンドウに使われているモータ等を正逆転制御することが出来ます。
リレーですから電流の調整は出来ませんが、一つのリレーの中に2つのコイルが入っていて電流の向きを変えてモーターを駆動することが出来、最大25Aの電流をON/OFFすることが出来ます。

このリレーの最大定格は25Aですが、リレーとコネクタの間が短いですし、25Aを定常的に流すアプリケーションは殆ど無い思いますので杓子定規に25A=25㎜幅のパターンを引く必要はありません。
実際に使ってみてパターンが過熱するようなら、ジャンパ線で接続する対策を取ることも出来ます。
ちなみにリレーに接続されているコネクタは定格電流10Aなので、大電流が定常的に流す場合は、コネクタが過熱しないかをチェックして、必要であれば対策を考えて下さい。

PIC18F45K22CPUBrdのフットプリントと3Dデータ

このCPUボードのフットプリントには図のようにPIC18F45K22CPUボードから出力した3次元データを設定してあります。
このようにKiCadで作った基板の3Dデータを、フットプリントのデータとして使うことで、3Dデータ付きのフットプリントモジュールを作ることが出来るというサンプルです。

サンプルデータの使い方

このサンプルデータをKiCadで開いて編集する方法については KiCad5サンプルデータの使い方 を参照してください

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